The Effect of CFRP Flexural Reinforcement on Ductility, Stiffness, and Energy Dissipation of T-Beam Numerically

Authors

DOI:

https://doi.org/10.26905/cjce.v4i2.16302

Keywords:

Numerical, CFRP, Ductility, Stiffness, Energy Dissipation

Abstract

Kerusakan struktur di Indonesia sering terjadi akibat bencana dan kurangnya perawatan. Perkuatan struktur diperlukan agar bangunan tetap berfungsi, salah satunya dengan CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) yang dikenal mampu meningkatkan kapasitas beban. Namun, CFRP dapat menurunkan daktilitas, membuat struktur menjadi lebih kaku dan getas, yang berisiko kegagalan struktur. Penelitian ini mengkaji pengaruh penguatan lentur CFRP pada balok T pasca retak menggunakan metode elemen hingga yang divalidasi dengan data eksperimen sebelumnya. Tiga variasi diuji: balok kontrol, balok dengan CFRP sepanjang bentang, dan CFRP setengah bentang. Hasil menunjukkan bahwa kekakuan dari simulasi lebih tinggi dari eksperimen dikarenakan keadaan ideal pada numerik sedangkan, studi eksperimental terjadi slip yang tidak bisa dijustifikasi. Perbedaan beban leleh dan beban maksimum kurang dari 5%, menunjukkan simulasi valid. Hasil pengujian dengan variasi panajang CFRP menunjukkan balok dengan penguatan penuh menunjukkan kinerja terbaik dengan peningkatan kapasitas beban dan disipasi energi.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Abaqus, S. (2016). Abaqus Analysis User’s Guide. http://130.149.89.49:2080/v2016/books/usb/default.htm

Assad, M., Hawileh, R. A., & Abdalla, J. A. (2024). Flexural strengthening of reinforced concrete beams with CFRP laminates and spike anchors. Composites Part C: Open Access, 13(February), 100443. https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2024.100443

Choi, D., Hong, S., Lim, M. K., Ha, S. S., & Vachirapanyakun, S. (2021). Seismic Retrofitting of RC Circular Columns Using Carbon Fiber, Glass Fiber, or Ductile PET Fiber. International Journal of Concrete Structures and Materials, 15(1). https://doi.org/10.1186/s40069-021-00484-7

Gere, J. M., & Stephen P. Timoshenko. (1996). Mekanika Bahan. Erlangga Jakarta.

Hawileh, R. A., Alharmoodi, H., Hajjaj, A., Aljarwan, A., & Abdalla, J. A. (2024). Effect of CFRP Wraps on the Compressive Strength of Normal and Structural Lightweight Concrete. Procedia Structural Integrity, 54, 279–286. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2024.01.084

J. J. Sudjati. (2007). Peningkatan disipasi energi dan daktilitas pada kolom beton bertulang yang diretrofit dengan carbon fiber jacket.

Kabir, M. H., Fawzia, S., Chan, T. H. T., & Badawi, M. (2016). Numerical studies on CFRP strengthened steel circular members under marine environment. Materials and Structures/Materiaux et Constructions, 49(10). https://doi.org/10.1617/s11527-015-0781-5

Kim, S., Choi, W., & Kim, J. (2025). Performance Evaluation of Reinforced Concrete Beams with Corroded Rebar Strengthened by Carbon Fiber-Reinforced Polymer. Polymers, 17(8). https://doi.org/10.3390/polym17081021

Mander, J. B., Priestley, M. J. N., & Park, R. (1989). THEORETICAL STRESS-STRAIN MODEL FOR CONFINED CONCRETE. J. Struct. Eng, 114(8), 1804–1826.

Mohamed, K., Abdalla, J. A., Hawileh, R. A., & Musa, A. E. S. (2024). Experimental and Analytical Investigations of the Use of Groove-Epoxy Anchorage System for Shear Strengthening of RC Beams Using CFRP Laminates. Structures, 70. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2024.107676

Mulyanto, T. (2020). Perilaku Pengaruh Penambahan Perkuatan CFRP terhadap Kekuatan Lentur Balok–T. Universitas Gadjah Mada.

Park, R., & Paulay, T. (1975). Reinforced Concrete Structures. A Wiley Interscience Publication.

Salih, R., Zhou, F., Abbas, N., & Mastoi, A. K. (2020). Experimental investigation of reinforced concrete beam with openings strengthened using frp sheets under cyclic load. Materials, 13(14). https://doi.org/10.3390/ma13143127

Song, S., Tian, Z., Zhao, Z., Li, X., Zhao, J., & Xu, B. (2023). Experimental Study on Seismic Performance of CFRP-Strengthened Recycled Concrete Columns with Different Levels of Seismic Damage. Buildings, 13(6). https://doi.org/10.3390/buildings13061470

Tawil, S. El, & G. G. Deierlein. (1999). Strength and Ductility of Concrete Encased Composite Columns. Journal Of Structural Engineering.

Downloads

Published

31-12-2025

How to Cite

Mahendra, A., & Muslikh, M. (2025). The Effect of CFRP Flexural Reinforcement on Ductility, Stiffness, and Energy Dissipation of T-Beam Numerically. Composite: Journal of Civil Engineering, 4(2), 44–54. https://doi.org/10.26905/cjce.v4i2.16302